პატარა, მაგრამ ძალიან მნიშვნელოვანი

მაგალითად, ლომი, რომელიც კარნივორია და მცენარეებით არ იკვებება, ძლიერაა დამოკიდებული ბალახზე, რადგან ბალახით იკვება ლომის მსხვერპლი და ბალახის ნაკლებობა, თავის მხრივ, ამ მსხვერპლის ნაკლებობას იწვევს. კვებითი პირამიდა ბევრი საფეხურისგან შედგება – მწერი იკვებება ბალახით, გველი – მწერით, მანგუსტი კი – გველით. სხვადასხვა ეკოსისტემაში სხვადასხვა რაოდენობის საფეხურია, მაგრამ ყველა ერთი პრინციპით მუშაობს – რაც უფრო დაბალ საფეხურზეა ორგანიზმი კვებით პირამიდაში, მით უფრო დიდი უნდა იყოს მისი ბიომასა, ანუ რაოდენობა. ეკოსისტემაში ბალახის რაოდენობა ბევრად მეტი უნდა იყოს, ვიდრე ლომის.

წყლის ეკოსისტემების ერთ-ერთი ყველაზე მცირე ზომის ორგანიზმი ზოოპლანქტონია. ზოოპლანქტონით იკვებებიან სხვადასხვა ორგანიზმის ლარვებიც და ხშირად – ზრდასრული ორგანიზმებიც. ამგვარად, ეს პატარა, ხშირად თვალით უხილავი ორგანიზმები ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ წყლის ეკოსისტემებში. პლანქტონები ორ დიდ ჯგუფად იყოფა – ჰოლოპლანქტონებად და მეროპლანქტონებად. მეროპლანქტონები ლარვულ სტადიაში არიან პლანქტონები, შემდეგ კი იზრდებიან და უფრო დიდი ზომის ორგანიზმებად გარდაიქმნებიან, ხოლო ჰოლოპლანქტონები მთელი ცხოვრება პლანქტონები არიან.

ილიას სახელმწიფო უნივერსტეტის დოქტორანტი თემურ შველიძე სწორედ ამ პაწაწინა ჰოლოპლანქტონებს იკვლევს, კერძოდ კი – მათ ორ დიდ ჯგუფს – დატოტვილულვაშიანებს (დაფნიდებს) და ნიჩაბფეხიანებს (ციკლოპოიდებს). „მათ ბიომრავალფეროვნებას და გავრცელებას ვიკვლევ. ვიღებ სინჯებს და სახეობას ვარკვევ“, ამბობს იგი. ასეთი მცირე ოგრანიზმების სახეობის დადგენა მარტივი საქმე არაა, განსაკუთრებით იმის გათვალისწინებით, რომ ის ლიტერატურა, რომელსაც შეგიძლია დაეყრდნო, საკმაოდ ძველია. ეს პაწაწინა არსებები საქართველოში უკვე ათწლეულებია არავის გამოუკვლევია. „მორფოლოგიური კვლევა ახლა გაცილებით მარტივია, ვიდრე ადრე – ახლა უკეთესი მიკროსკოპები გვაქვს და უკეთ შეგვიძლია მცირე დეტალებზე დაკვირვება“, ამბობს თემო. ამის მიუხედავად, სახეობათა დადგენისას მაინც ჩნდება არაერთი პრობლემა. თვითონ ის ფაქტი, რომ ამ ორგანიზმების შესახებ ბოლო კვლევები დიდი ხნის წინაა ჩატარებული, ხშირია ისეთი შემთხვევები, რომ ავტორის მიერ აღწერილი სახეობა სინამდვილეში ბევრ სახეობას მოიცავს, რადგან იმ პერიოდში რთული იყო პაწაწინა განმასხვავებელ ნიშნებზე დაკვირვება. „ამიტომ ვხმარობ მოლეკულურ-გენეტიკურ მეთოდებსაც“, ამბობს ის. იგი სახეობას ჯერ მორფოლოგიურად ადგენს, შემდეგ კი მსოფლიოს სხვადასხვა კუთხეში აღებულ ამ სახეობის გენეტიკურ კოდს ადარებს.

სინჯის აღება საკმაოდ მარტივია. საკმარისია მდინარეში ან წყალსატევში სპეციალური ბადე ჩაყო, რომ უამრავ პლანქტონს ამოიყვან წყლიდან. „პრობლემა ისაა, რომ შეუძლებელია პლანქტონების სახეობის გარკვევა მანამ, სანამ ისინი ზრდასრულ ასაკს მიაღწევენ“, ამბობს თემო. „შეიძლება სინჯში ათასობით პლანქტონი იყოს, მაგრამ ზრდასრული ინდივიდი სულ რამდენიმე შემოგხვდეს“. დღის განმავლობაში წყლის ზედაპირზე ზრდასრული ინდივიდები, როგორც წესი, არ გვხვდება, რადგან მზის შუქზე რთულია დაემალო მტაცებელს. ამიტომ ზრდასრული ორგანიზმები ზედაპირზე ძირითადად ღამით ამოდიან. „ძალიან მნიშვნელოვანია სინჯი წელიწადის ყველა დროს და დღის სხვადასხვა პერიოდში აიღო, რათა მაქსიმალურად ბევრი სახეობა დაიჭირო“, ამბობს თემო. სინჯის აღებისას დიდი მნიშვნელობა ენიჭება სიღრმეს. ხმელეთიდან დაშორებას დიდი მნიშვნელობა ენიჭება ზღვის ეკოსისტემის კვლევისას, თუმცა მტკნარ წყალში ეს დიდ განსხვავებას არ იძლევა. „ეს ორგანიზმები მცირე ზომის გამო შორ მანძილზე ვერ გადაადგილდებიან. ძირითადად ვერტიკალურად მოძრაობენ. ზედაპირზე შეიძლება ქარს, ტალღას ან დინებას გაჰყვეს“, ამბობს თემო.

ამ შემთხვევაში კარგი გამოსავალია ე.წ. მეტა-ბარკოდინგი. ასეთი ანალიზის ჩატარებისთვის დანადგარში ასხამენ მთლიან სინჯს და კომპიუტერი თვითონ თვლის, გენომის ანალიზის ჩატარების შედეგად, თუ რომელი სახეობები გვხვდება ამ სინჯში და იმასაც კი ითვლის, თუ რომელი სახეობა რა წილითაა სინჯში. სამწუხაროდ, ეს აპარატურა ძალიან ძვირია და, ამასთან ერთად, მის გამოსაყენებლად წინასწარ უნდა შეიქმნას გარკვეული გენეტიკური ბაზა. „შეიძლება გლობალური მასშტაბით აღებული გენეტიკური სინჯებეის გამოყენებაც, თუმცა ლოკალური ‘პარალელი’ ბევრად ეფექტურია, ამიტომ ჯერ-ჯერობით მორფოლოგიურ კვლევას და საათობით მიკროსკოპთან ჯდომას თავიდან ვერ ავიცილებ“, ამბობს თემო.

რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის მხარდაჭერით მიმდინარე ამ პროექტის ფარგლებში თემო მტკნარ წყალში მცხოვრებ პლანქტონებს იკვლევს. საკვლევად მას აღებული აქვს რიონის აუზის მდინარეები და წყალსატევები, ივრის აუზის მდინარეები და წყალსატევები და ჯავახეთის ტბები. პროექტის განმავლობაში, სახეობების დადგენის შემდეგ, მოხდება ამ ადგილებში აღმოჩენილი სახეობების გენეტიკის ერთმანეთთან შედარება, რათა დადგინდეს, თუ როდის გამოეყო ეს პოპულაციები ერთმანეთს და როგორ განსხვავდებიან ერთი და იმავე სახეობების წარმომადგენლები ერთმანეთისგან გენეტიკურად.

„ძალიან საინტერესო ვიღაცები არიან“, ამბობს იგი. რადგან ზოოპლანქტონები მოკლე სასიცოცხლო ციკლით ხასიათდებიან და საკმაოდ სწრაფად მრავლდებიან, ამ პატარა არსებებში უზარმაზარი სახეობრივი მრავალფეროვნება გვხვდება. სწრაფი გამრავლებით გამოწვეული დიდი გენეტიკური მრავალფეროვნების გამო, გვხვდება ბევრი ცვალებადობა. არის ბევრი ნიშანი, რომელიც შეიძლება ერთი სახეობის სხვადასხვა ინდივიდებს განსხვავებული ჰქონდეთ. ეს საქმეს, ცხადია, ართულებს.

„დაფნიდები, ანუ დატოტვილულვაშიანები, პართენოგენები არიან, ანუ მათ ე.წ. ქალწულისებრი გამრავლება ახასიათებთ“, ამბობს თემო. ეს იმას ნიშნავს, რომ მათ პოპულაციაში მხოლოდ მდედრი ინდივიდები გვხვდებიან და ისინი მამრთან შეჯვარების გარეშე იძლევიან მათი „კლონებისგან“ – ზუსტი ასლებისგან – შემდგარ შთამომავლობას. ბუნებრივი პირობების გაუარესებასთან ერთად – მაგალითად ზამთრის მოსვლისას – პოპულაციაში ჩნდებიან მამრებიც, რომლების ერთადერთი ფუნქცია მდედრის განაყოფიერებაა. შეჯვარების შემდეგ ისინი იღუპებიან. ამგვარი მოვლენა სხვა ორგანიზმებშიც გვხვდება და ის ემსახურება გენეტიკური ფონდის გამრავალფეროვნებას. მრავალფეროვანი გენოფონდის მქონე პოპულაციში კი სასარგებლო მუტაციების – ადაპტაციების – წარმოქმნის უფრო დიდი შანსია. პართენოგენული გამრავლების გამო, ამ ჯგუფში სახეობრივი მრავალფეროვნება ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე ორსქესიან ჯგუფებში, მაგალითად – ციკლოპოიდებში.

„ეს პატარა ორგანიზმები ძალიან მგრძნობიარენი არიან სხვადასხვა გარემო პირობების მიმართ, ამიტომ შეიძლება მათი გამოყენება წყლის დაბინძურების დონის გასარკვევად“, ამბობს თემო. მათი ეს თვისება ძალიან გამოსადეგია. ცხადია იმისთვის, რომ წყალში ამა თუ იმ სახეობის პლანქტონის კონცენტრაციის მიხედვით წყლის ხარისხზე იმსჯელო, წინასწარი კვლევებია საჭირო. ლაბორატორიული კვლევებისას მეცნიერები ხშირად ხელოვნურად უქმნიან ამ არსებებს ამა თუ იმ ნივთიერებით დაბინძურებულ პირობებს და აკვირდებიან მათ ქცევას.

საინტერესოა, რომ ხშირად ამ არსებებზე სხვა გარემო პირობები მოქმედებს, ვიდრე სხვა ცხოველებზე, მაგალითად თევზებზე. „ხამსა, მაგალითად, საქართველოს სანაპიროებზე ძირითადად ზამთარში გვხვდება. როგორც აღმოჩნდა, პლანქტონები ზაფხულშიც მრავლად არიან!“, აღნიშნავს თემო. პლანქტონებს, თურმე, გრილი წყალი ურჩევნიათ თბილს! აღმოჩნდა, რომ ტროპიკული ეკოსისტემები ბევრად ნაკლებად მრავალფეროვანია ზოოპლანტქონის სახეობების მიხედვით, ვიდრე უფრო ცივი კლიმატის მქონე ადგილები.